硅太陽能電池光伏材料（第2版）

《矽太陽能電池光伏材料（第2版）》內容包括半導體基礎、太陽能電池原理、多晶矽原料製造工藝及製造方法、單晶矽棒製造工藝、多晶矽錠製造工藝、晶體矽切片工藝、矽電池片製造工藝、光伏發電系統。
 
本書主要工藝原理、生產技術等內容來源於真實企業生產實際以及科研單位研究成果。相對第一版增加了已有較廣泛應用的新工藝、新技術，如連續加料技術、磁控直拉技術、多柵技術、無柵技術、黑矽技術以及高效PERC、PERL、IBC等電池，對過時內容做了刪減。

第1章緒論/001
1.1能源和經濟001
1.23E問題004
1.3溫室效應006
1.3.1地球溫度估算006
1.3.2溫室效應本質006
1.4臭氧層空洞007
1.5酸雨008
1.6其他污染008
1.7太陽輻射009
1.8大氣品質012
1.9太陽能的利用013
1.10太陽能的優缺點015
1.11太陽能電池的發展史016
1.12中國太陽能電池歷史及產業現狀與未來017

第2章半導體基礎/020
2.1半導體020
2.1.1半導體分類和特徵021
2.1.2電阻率、電導率021
2.2半導體晶體結構022
2.2.1晶體特徵023
2.2.2晶體結構024
2.2.3晶向與晶面025
2.2.4晶向與晶面的關係028
2.2.5結晶過程031
2.2.6晶核形成032
2.2.7晶體缺陷033
2.3固體能帶理論038
2.3.1能級038
2.3.2能帶038
2.3.3半導體導電能力能帶解釋040
2.3.4費米能級041
2.4半導體純度041
2.5半導體導電原理042
2.5.1電子、空穴042
2.5.2載流子043
2.6本征半導體045
2.7雜質半導體046
2.7.1半導體中雜質填充046
2.7.2深/淺能級雜質047
2.7.3電活性/電中性雜質047
2.7.4N型半導體047
2.7.5P型半導體049
2.7.6雜質對電阻率的影響050
2.8P-N結050
2.8.1P-N結形成050
2.8.2P-N結單嚮導通性052
2.8.3P-N結擊穿053
2.8.4P-N結伏安特性054
2.8.5P-N結電場和電勢055
2.8.6P-N結電容特性058
2.8.7P-N結應用060

第3章太陽能電池基本原理/061
3.1太陽能電池061
3.1.1光電效應061
3.1.2光伏效應062
3.2太陽能電池基本結構063
3.3太陽能電池表徵參數064
3.4太陽能電池電路模型066
3.5半導體光吸收067
3.6量子效率070
3.7太陽能電池的光譜回應071
3.8太陽能電池轉換效率影響因素072
3.8.1光損失072
3.8.2載流子複合損失073
3.8.3電流輸出損失074
3.9太陽能電池轉換效率η極限075
3.9.1短路電流Isc極限075
3.9.2開路電壓Voc極限076
3.9.3填充因數FF極限076
3.9.4轉換效率η極限076
3.10溫度對太陽能電池的影響077
3.11太陽能電池組件的“熱斑效應”079

第4章多晶矽原料製造工藝/084
4.1太陽能電池材料選擇084
4.2矽材料特徵085
4.2.1矽材料物理屬性085
4.2.2矽材料化學屬性087
4.3矽的用途087
4.4金屬矽製造088
4.4.1金屬矽製造原理088
4.4.2金屬矽製造流程090
4.4.3金屬矽生產影響因素093
4.4.4工業矽煙氣處理095
4.4.5金屬矽現狀095
4.5改良西門子法製造多晶矽097
4.5.1三氯矽烷製備098
4.5.2SiHCl3氫氣還原製備多晶矽原料102
4.5.3西門子多晶矽原料106
4.5.4矽芯107
4.5.5氫氣製備與淨化107
4.5.6氯化氫合成107
4.5.7廢氣、廢液、廢渣處理108
4.6矽烷法製造多晶矽109
4.6.1矽烷性質109
4.6.2流化床法110
4.6.3矽烷熱分解法114
4.7多晶矽其他製備方法115

第5章單晶矽棒製造工藝/117
5.1直拉法製造單晶矽棒117
5.1.1直拉單晶爐117
5.1.2熱場121
5.1.3熱場溫度梯度124
5.1.4拆爐127
5.1.5熱場安裝和煆燒129
5.1.6石英坩堝131
5.1.7籽晶133
5.1.8直拉單晶矽料133
5.1.9直拉單晶流程135
5.1.10熔體對流142
5.1.11雜質分凝143
5.1.12矽中雜質144
5.1.13電阻率均勻性控制149
5.1.14晶體雜質條紋151
5.1.15摻雜151
5.1.16單晶矽良率控制153
5.1.17單晶車間生產事故及處理154
5.2連續加料直拉法155
5.3磁控直拉法156
5.3.1磁控直拉法原理157
5.3.2磁控直拉法磁場157
5.4懸浮區熔法製造單晶矽棒159
5.4.1懸浮區熔原理159
5.4.2熔矽穩定問題159
5.4.3中子嬗變摻雜160
5.4.4懸浮區熔單晶爐161
5.5無接觸坩堝技術162
5.6液體覆蓋直拉技術162

第6章多晶矽錠鑄造工藝/163
6.1多晶矽發展163
6.2多晶矽錠鑄造原理163
6.3定向凝固傳熱分析164
6.4布裡曼法165
6.5熱交換法165
6.5.1熱交換爐166
6.5.2鑄造矽錠工藝流程168
6.6澆鑄法171
6.7電磁鑄造法172
6.8多晶矽錠摻雜173
6.9多晶矽錠溫度影響174
6.10多晶矽錠雜質174
6.10.1非金屬雜質174
6.10.2金屬雜質176
6.11多晶矽錠缺陷176

第7章晶體矽切片工藝/178
7.1矽片分類178
7.2矽片切片流程179
7.2.1光伏矽切片179
7.2.2晶圓單晶矽切片184
7.3砂漿線切割188
7.4金剛石線切割190
7.5少子壽命192
7.5.1微波光電導衰減法193
7.5.2高頻光電導衰減法195
7.6體電阻率196
7.6.1半無窮大樣品體電阻率196
7.6.2薄層樣品電阻率197
7.7矽片等級標準198
7.8矽帶製造技術200
7.9直拉矽片技術202

第8章矽電池片製造工藝/204
8.1晶體矽太陽能電池204
8.2基板材料205
8.3表面制絨206
8.3.1矽片清洗206
8.3.2制絨意義和原理206
8.3.3單晶矽制絨207
8.3.4單晶矽制絨設備和流程211
8.3.5多晶矽制絨212
8.3.6多晶矽制絨設備和流程213
8.3.7絨面檢測216
8.4擴散制P-N結217
8.4.1擴散機制217
8.4.2擴散方程219
8.4.3擴散係數219
8.4.4擴散分類220
8.4.5磷擴散制結223
8.4.6磷擴散工藝224
8.4.7矽片檢驗226
8.4.8等離子體刻蝕229
8.4.9去除磷矽玻璃230
8.5減反射膜α-SiNx∶H230
8.5.1減反射膜原理230
8.5.2減反射膜材料232
8.5.3α-SiNx∶H性質233
8.5.4α-SiNx∶H製備235
8.5.5α-SiNx∶H 檢驗239
8.6SiNx表面鈍化239
8.6.1鈍化原理239
8.6.2氫鈍化作用241
8.6.3SiNx厚度與少子壽命關係241
8.7絲網印刷及燒結工藝242
8.7.1絲網印刷原理242
8.7.2印刷設備及參數243
8.7.3絲網印刷步驟246
8.7.4絲網印刷檢驗247
8.7.5燒結248
8.7.6燒結檢驗249
8.8柵線技術249
8.9多晶黑矽技術253
8.10高效矽電池254
8.10.1P型PERC電池255
8.10.2PERT和PERL電池256
8.10.3HIT電池259
8.10.4IBC電池260
8.10.5HJBC電池261
8.10.6HJBC-POLO電池262
8.10.7TOPCon電池263

第9章光伏發電系統/265
9.1光伏發電系統組成要素265
9.2太陽能電池組件268
9.2.1封裝材料269
9.2.2元件製造過程273
9.3光伏陣列279
9.3.1光伏陣列輸出特性279
9.3.2光伏陣列尺寸279
9.3.3最大功率點跟蹤控制280
9.4並網發電系統283
9.4.1並網發電分類283
9.4.2並網發電優缺點285
9.4.3孤島效應286
9.4.4光伏建築一體化286
9.5獨立系統289
9.6混合系統289
9.7太陽能光伏發電系統設計291
9.7.1獨立系統容量設計292
9.7.2混合系統設計295
9.7.3並網系統設計296
9.7.4光伏組件傾角296
9.7.5太陽能電池方陣間距298

參考文獻/300

附錄/301